Мессенджер Межпланетный аппарат для исследования Меркурия

Межпланетный зонд, запущенный в 2004 году для исследования Меркурия. Проект был разработан Национальным аэрокосмическим агентством США под руководством Шона Соломона. Аппарат совершил два сближения с Меркурием в 2008 году, еще одно - в сентябре 2009 года. В марте 2011 года вышел на орбиту планеты и должен проработать на ней один год.

"Мессенджер" (MESSENGER, в переводе "Посланник" - сокращение от MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging [16], [10], [5], аппарат для исследования поверхности, окружающей среды, геохимии Меркурия и его зондирования) - межпланетный зонд для исследования Меркурия. Проект зонда был разработан Национальным аэрокосмическим агентством США (NASA), а сама станция была создана в лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса под руководством действующего руководителя NASA Майкла Гриффина [12], [14]. Руководителем проекта был назначен профессор Шон Соломон (Sean Solomon) [10], [14], [5], [17].

До "Мессенджера" к первой планете солнечной системы приближался всего один космический аппарат: в 1973 году была запущена экспедиция другого американского зонда - "Маринер-10" (Mariner 10). Тогда им были сделаны первые подробные снимки поверхности планеты (около 45 процентов поверхности Меркурия [13], [14], [10], [8]), подтверждена масса планеты, наличие слабой атмосферы и магнитного поля. Фотоснимки с "Мессенджера" должны были дополнить карту поверхности планеты, на которой остались пробелы после экспедиции "Маринера-10". Кроме этого, у миссии зонда было шесть научных целей [10], [13], [16], [17]:

• Выяснить причины высокой плотности планеты
• Узнать его геологическую историю
• Определить структуру ядра
• Изучить природу магнитного поля
• Установить природу необычных похожих на лед образований на полюсах Меркурия
• Изучить природу экзосферы планеты

Кроме того, миссия "Мессенджера" должна была проверить теорию, согласно которой Меркурий сжимается по мере охлаждения своего ядра [13]. Изучение Меркурия должно способствовать познанию процесса формирования Земли, а также более глубокому пониманию процессов взаимодействия нашей планеты с Солнцем [16], [17].

Вес "Мессенджера" - 1093 килограмма, из которых более половины занимало топливо: гелий, тетраоксид диазота и гидразин [15]. Корпус аппарата размером 1,42×1,85×1,27 метров был изготовлен из графита. На борту была установлена широкоугольная и узкоугольная фотокамеры, спектрометр нейтронов гамма- и рентгеновских лучей, спектрометр частиц и плазмы, спектрометр для исследования атмосферы, магнитометр и лазерный высотомер [17], [15], [9], [8], [14]. На борту "Мессенджера" установлены два процессора: основной (тактовая частота 25 мегагерц) и запасной (10 мегагерц) [9]. Для защиты космического аппарата от солнечного тепла, его корпус был прикрыт специальным керамическим экраном, способным выдержать температуру в 450 градусов Цельсия [9], [14]. Стоимость экспедиции составила 446 миллионов долларов [10].

Поскольку прямой полет к Меркурию был невозможен из-за сильного притяжения солнца, "Мессенджер" должен был сделать ряд гравитационных маневров, пройдя в общей сложности 7,9 миллардов километров [14], [17]. Первый сближение с Меркурием планировалось совершить спустя 4 года после запуска [14].

3 августа 2004 года после суточной задержки, связанной с плохой погодой, "Мессенджер" был запущен с космодрома ВВС США "Мыс Канаверал" ракетой-носителем Delta-II [6], [14], [13]. В августе 2005 года "Мессенджер" сблизился с Землей для совершения гравитационного маневра. В 2006 и 2007 годах он совершил еще два гравитационных маневра у поверхности Венеры, причем в ходе второго он передал на Землю серию снимков и установил связь с искусственным спутником Венеры "Венера-экспресс" - это была плановая проверка работоспособности аппарата. 14 января и 6 октября 2008 года "Мессенджер" совершил первые два сближения с Меркурием [10], [11], [9], [7], [5]. Во время второго сближения был поставлен рекорд точности прохождения по запланированной траектории: "Мессенджер" пролетел в 200 километрах от поверхности планеты, причем погрешность по расстоянию составила всего 600 метров [4].

В ходе первых двух сближений была составлена практически полная карта поверхности Меркурия. Оказалось, что ранее неизученная поверхность планеты меньше испещрена кратерами [8]. Кроме того, с помощью "Мессенджера" были открыты уникальные образования на поверхности, в том числе система грабен (гигантских борозд) на дне гигантского кратера "Бассейн Калорис" [8]. В июле 2008 года ученые обнародовали некоторые подробности своих исследований. При анализе данных с "Мессенджера" выяснилось, что в экзосфере планеты есть вода. После обработки подробных фотографий кратеров высказывались предположения, что водяной лед может быть обнаружен и на поверхности планеты [11], [7]. Подробные снимки зубчатых откосов-эскарпов на Меркурии, появившихся при остывании расплавленного ядра планеты, доказывали, что она сжималась [10], [11]. На дне некоторых кратеров были найдены следы лавы, свидетельствовавшие о вулканической активности [7], [8]. Была исследована магнитосфера планеты, однако ее природа так и не была установлена [8], [7].

30 сентября 2009 года "Мессенджер" совершил третье запланированное [8], [10], [14], [13], [5], [17] сближение с поверхностью Меркурия [3]. 17 марта 2011 года, после шести с половиной лет полета, космический аппарат успешно был выведен на орбиту планеты [2], [1].